用户供配电一次接线第3段.ppt

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1、第三章 用户供配电一次接线与一次设备2,低压一次设备 电压和电流互感器 绝缘子和母线 工厂变配电所的电气主接线 工厂变配电设备的选择与校验,制作 ：南充水电设计院 杨道敏,低压设备：是指工作在交流1200V、直流1500V电压以下的各种电气设备。 一低压刀开关 分类： 1）隔离刀开关（开启式刀开关） 按工作用途： 2）封闭式负荷开关 3）开启式负荷开关 4）熔断器式刀开关 按极数：有单极、双极和三极和四极; 按用途：有单投（掷,HD)和双投 (掷,HS）两种； 按操作方式：直接手柄操作和连杆操作两种； 按灭弧结构：有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。,第三节、低压一次设备,说明：不带灭弧罩的刀开关只能

2、在无负荷下操作，可作低压隔离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。,1.隔离（开启式）刀开关,隔离刀开关起隔离电压的作用，广泛应用于500V及以下的低压配电装置中，作为不频繁接通和分断电路，普通隔离刀开关不能带负荷操作，在结构上有明显的断开点，以保证检修人员的安全。,操作手柄,静触头,动触头,灭弧罩,绝缘底板,2.封闭式负荷开关,由刀开关、熔断器、灭弧装置、操作机构和钢板（或铸铁）做成的外壳构成。三把闸刀固定在一根绝缘方轴上，由手柄操纵。,特点：一是设有联锁装置，保证开关在合闸状态下开关盖不能开启，而开启时，不能合闸，以保证操作安全。 二是采用储能分合闸方式，操作机构中，在手柄转轴与

3、底座之间装有速动弹簧，能使开关快速接通与断开，与手柄操作速度无关，这样有利于迅速灭弧。,3.开启式负荷开关,由刀开关和熔断器组合而成，瓷底座上装进线座、静触头、熔体、出线座及带瓷质手柄的刀片式动触刀，上面装有起保护作用的胶盖，防止操作时触及带电部分和分断时产生电弧飞出。,常用作照明电路的电源开关，也可用来控制5.5kW以下异步电动机的起动和停止。但这种开关没有专门的灭弧装置，不宜用于频繁地分、合电路。,低压负荷开关,由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可以带负荷操作，又能进行短路保护。,常用的低压负荷开关有HH和HK两种系列:,HH系列：为封闭式负荷

4、开关，外装铁壳，俗称铁壳开关； HK系列：为开启式负荷开关，外装胶盖，俗称胶壳开关。,4.熔断器式刀开关(刀熔开关),RT0型熔断器,触点,连杆,操作手柄,低压配电屏板面,广泛应用于开关柜或与终端电器配套的电气装置中，作为线路或用电设备的电源隔离开关及严重过载和短路保护之用，在回路正常供电的情况下接通和切断电源由隔离刀开关来承担，当线路或用电设备过载或短路时，熔断器的熔体熔断，及时切断故障电流。,HR系列刀熔开关是将HD型刀开关的闸刀换以具有刀形触头的RT型熔断器的熔管，具有刀开关和熔断器双重功能。,低压刀开关的型号,开启式刀开关1,HD系列开关,开启式刀开关2,HD17系列刀型隔离器,开启式

5、刀开关3,HS系列开关（双投 ）,HH3系列负荷开关,HH（封闭式负荷开关）,HK2、HK8开启式负荷开关,HK,熔断器式刀开关,HR3,二、低压断路器（低压自动开关或空气开关）,功能：既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。,1. 工作原理,过流脱扣器： 用于短路或过负荷保护； 失压（欠压）脱扣器：用于失电压或欠电压保护； 热脱扣器：用于线路或设备长时间过负荷保护 ； 分励脱扣器：用于远距离跳闸 。,图5-16 低压断路器的动作原理图 1主触头 2跳钩 3锁扣 4分励脱扣器 5失压脱扣器 6过流脱扣器 7热脱扣器 8加热电阻 9、10脱扣按钮,低压断

6、路器工作原理详解,不频繁通断电路，并且能在电路过载、短路以及失压时自动分断电路。,分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开,当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构使自由脱扣机动作，主触点断开主电路.,当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使得双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作，断开主电路. 。,失压脱扣器 失压脱扣器并联在断路器的电源测，可起到欠压及零压保护的作用。电源电压正常时扳动操作手柄，断路器的常开辅助触头闭合，电磁铁得电，衔铁被电磁铁吸住，

7、自由脱扣机构才能将主触头锁定在合闸位置，断路器投入运行。当电源侧停电或电源电压过低时，电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹簧的拉力，衔铁被向上拉，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠压及零压保护作用。当电源电压为额定电压的75%105%时，失压脱扣器保证吸合，使断路器顺利合闸；当电源电压低于额定电压的40%时，失压脱扣器保证脱开使断路器掉闸分断。,低压断路器的分类,按灭弧介质分：有空气断路器和真空断路器等； 按操作方式分：有手动操作、电磁铁操作和电动机储能操作； 按用途分：有、电动机保护用、照明用和漏电保护用等 。,配电用低压断路器按保护性能分，有非选择型和选择型两类。非选择型

8、断路器，一般为瞬时动作，只作短路保护用；也有的为长延时动作，只作过负荷保护用。选择型断路器，有两段保护、三段保护和智能化保护。两段保护为瞬时或短延时与长延时两段。三段保护为瞬时、短延时与长延时特性三段。其中瞬时和短延时特性适于短路保护，而长延时特性适于过负荷保护。而智能化保护，其脱扣器由微机控制，保护功能更多，选择性更好，这种断路器称为智能型断路器,图3-35 低压断路器的保护特性曲线 a）两段式保护特性 b）三段式保护特性,低压断路器的型号：,1.塑料外壳式低压断路器（DZ系列）,又称装置式自动开关，其全部机构和导电部分均装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用，如图所

9、示。,装置式低压断路器,操作手柄有三个位置：,合闸位置：手柄扳向上方，跳钩被锁扣扣住， 自由脱扣位置：手柄位于中间位置，主触头断开，跳钩被释放（脱扣） 分闸和再扣位置：手柄扳向下方，主触头断开，跳钩又被锁扣扣住“再扣”操作,特点：采用钢灭弧栅，脱扣器的脱扣速度快，整个断路时间不超过一个周期（0.02s, 瞬时），且断流能力也较大。,又称框架式自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称“万能式”或“框架式”。,例：DW15和CW1系列低压断路器的外形结构图。,2.万能式低压断路器,特点：合闸操作方式较多，可手柄

10、操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作；采用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，但由于操作机构的影响，动作稍慢，断路时间在一个周期（0.02s , 瞬时）以上。,图5-19 DW15型低压断路器的外形结构图。 1操作手柄 2自由脱扣机构 3失压脱扣器 4过流脱扣器电流调节螺母 5过流脱扣器 6辅助触点（联锁触点） 7钢栅片灭弧罩,CW1系列万能式低压断路器的外形结构图。,CW1系列智能型万能式低压断路器的外形结构图。,三.接触器,接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动切换电器。它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器，适用于频繁操作、远距离控制强电电路，并具有低压释放的保护性能。接触器通常分

11、为交流接触器和直流接触器。,电气符号KM,交流接触器,直流接触器,接触器结构，工作原理,1.其主要结构：电磁机构、触点系统、灭弧机构、回位弹簧力装置、支架与底座等。,1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-缓冲弹簧 5-电磁线圈 6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力簧片,2.工作原理：当线圈得电后，衔铁被吸合，带动三对主触点闭合，接通电路，辅助触点也闭合或断开；当线圈失电后，衔铁被释放，三对主触点复位，电路断开，辅助触点也断开或闭合,接触器工作原理,接触器有关符号,图形符号、文字符号、产品型号,KM,KM,KM,线圈 主触点 常开触点 常闭触点,KM,接触器主触头用于主电

12、路（流过的电流大，需加灭弧装置）,接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）,接触器线圈连接于控制电路,辅 助 触 头,接触器有关符号,图形符号、文字符号、产品型号,CJ20系列交流接触器：用于交流50Hz，额定电压至660V(个别等级至1140V)，电流至630A的电力线路中供远距离频繁接通和分断电路以及控制交流电动机，并适宜于与热继电器或电子保护装置组成电磁起动器，以保护电路或交流电动机可能发生的过负荷及断相。,直流接触器CZ18系列-2,接触器有关符号,图形符号、文字符号、产品型号,CZ18系列直流接触器：主要供远距离接通与断开额定电压至440V额定发热电流至1600A

13、的直流电力线路之用。并适宜于直流电动机的频繁起动，停止，换向及反接制动。,接触器的主要技术参数,1、主触头额定电压 2、主触头额定电流 3、辅助触头额定电流 4、主触点和辅助触点数目 5、吸引线圈额定电压 6、接通和分断能力 7、机械寿命、电气寿命,交流：36、127、220、380、500、600、1140V 直流：24、48、110、220、440V,交流：6.3、10、16、25、40、60、100、630A 直流：10、25、40、60、100、150、600A等,接触器类别及对应典型用途,交、直流接触器区别,交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流至600A的交流电路，以及频繁起

14、动和控制交流电动机的控制电器。 常用的交流接触器产品，国内有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引进国外技术生产的有B系列、3TB、3TD、LCD等系列。 CJ20系列交流接触器的主触点均做成三极，辅助触点则为两动合两动断形式。此系列交流接触器常用于控制笼型电动机的起动和运转。 直流接触器与交流接触器的工作原理相同。结构也基本相同，不同之处是，铁心线圈通以直流电，不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。为方便加工，铁心由整块软钢制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒型，与铁心直接接触，易于散热。 常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列。,

15、常用的交流接触器,四.热继电器,电器符号FR 作用及分类,热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。主要与接触器配合使用，专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。,热继电器,外形结构,(a) 外形,(b) 结构,导板,触点,热元件,手动复位按钮,触点接线柱,主电路接线柱,电流调节凸轮,热继电器工作原理,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其弯曲，推动导板运动，辅助常闭触点的触头断开。而常闭触点的触头通常串接于电机控制电路中的相应接触器线圈回路中，故接触器线圈断电，从而切断电机工作电源。,热继电器主要参数及常用

16、型号,常用的热继电器有JR0、JR14、JR15、JR16、JR20等系列。热继电器的基本技术数据可查阅有关资料。,热继电器的符号,发热元件,串联在主电路中,串联在控制电路中,五.低压熔断器,低压熔断器有瓷插式（RC型）、螺旋式（RL型）、无填料密闭管式（RM型）、有填料密闭管式（RT型）等。,熔断器的结构与原理 由熔体、熔管和熔座及一些其他的辅助器件构成。熔体是关键部件， 由低熔点的金属材料（铅、 锡、 锌、 银、铜及合金）制成丝状或片状， 俗称保险丝。熔管可起到灭弧作用，熔座起到固定熔体的作用。工作中， 熔体串接于被保护电路， 既是感测元件， 又是执行元件； 当电路发生短路或严重过载故障时

17、， 通过熔体的电流势必超过一定的额定值， 使熔体发热， 当达到熔点温度时， 熔体某处自行熔断， 从而分断故障电路。,熔断器的种类：,低压熔断器的型号,多用于低压分支电路的短路保护， 常见型号为RC1A系列， 其外形结构及符号如图 。,1. 瓷插式熔断器,RC1A系列瓷插式熔断器,2. 螺旋式熔断器,此类熔断器多用于机床电气控制线路的短路保护。 在瓷帽上有明显的分断指示器， 便于发现分断情况； 换熔体简单方便， 不需任何工具。 目前常用螺旋式熔断器新产品有RL6、 RL7 系列。,RL1 系列螺旋式熔断器,封闭管式熔断器： 此类熔断器可分为以下三种： 无填料： 多用于低压电网、 成套配电设备的保

18、护， 型号有RM7、 RM10 系列等。 有填料： 熔管内装有SiO2（石英砂）， 用于具有较大短路电流的电力输配电系统， 常见型号为RT0 系列。 快速： 主要用于硅整流管及其成套设备的保护， 其特点是熔断时间短， 动作快; 常用型号有RLS、 RSO 系列等。,3RM10型密闭管式熔断器,图5-24为RM10型熔断器的结构图。熔体采用变截面的锌熔片以改善熔断器的保护性能。,特点：结构简单、更换熔体方便、运行安全可靠，但灭弧能力较差，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流”式熔断器。,图5-24 RM10型低压熔断器 1铜帽 2管夹 3纤维熔管 4触刀 5变截面锌熔片,4RT0型

19、有填料高分辨能力管式熔断器,它的栅状铜熔体具有引燃栅，熔体具有变截面小孔和“锡桥”，熔管内有石英砂填料，因此灭弧能力很强，有“限流”作用。,特点：保护性能好，断流能力大，但熔体为不可拆式，熔断后整个熔断器报废，不够经济。,a）熔体 b）熔管 c）熔断器 d）操作手柄 1栅状铜熔体 2触刀 3瓷熔管 4熔断器指示 5端面盖板 6弹性触座 7瓷底座 8接线端子 9扣眼 10绝缘拉手手柄,石英砂灭弧装置： 利用石英砂限制弧柱的扩展并冷却电弧使之熄灭的装置，叫做石英砂灭弧装置。,熔管1用瓷制成，2和3分别为端盖和接线板,5-1 开关电器典型灭弧装置的工作原理,石英砂熔断器釆用了多断口串联、提高弧隙中气

20、压以加强电离气体的扩散作用，以及利用狭缝冷却电弧共三种灭弧原理，所以它的灭弧能力强，限流作用非常显著。,特点：既能切断短路电流，又能自动恢复供电，缩短了停电时间。,RZ1型自复式熔断器 1接线端子 2云母玻璃 3氧化瓷管 4不锈钢外壳 5钠熔体 6氩气 7接线端子,5RZ1型自复式熔断器,特点是能重复使用， 不必更换熔体; 其熔体采用金属钠， 利用它常温时电阻很小，高温气化时电阻值骤升的特性，当有故障电流时，其熔体（金属钠） 迅速气化形成约400MPa的等离子状态，使故障电流大大降低， 故障消除后温度下降， 气态钠回归固态钠， 良好导电性恢复的特性制作而成。,用于交流380V的电路中与断路器配

21、合使用。熔断器的电流有100A、200A、400A、600A四个等级,自复式熔断器 实物照片,熔断器选型,照明电路 熔体额定电流被保护电路上所有照明电器工作电流之和。 电动机 单台直接起动电动机 熔体额定电流(1.52.5)电动机额定电流； 多台直接起动电动机 总保护熔体额定电流(1.52.5)各台电动机电流之和； 降压起动电动机 熔体额定电流(1.52)电动机额定电流； 绕线式电动机 熔体额定电流(1.21.5)电动机额定电流； 配电变压器低压侧 熔体额定电流(1.01.5)变压器低压侧额定电流 并联电容器组 熔体额定电流(1.431.55)电容器组额定电流。 电焊机 熔体额定电流 (1.5

22、2.5)负荷电流。 电子整流元件 熔体额定电流1.57整流元件额定电流。,第四节 电流和电压互感器,概述,互感器是一种特殊用途的变压器。它包括电压互感器（缩写PT，文字符号TV）和电流互感器（缩写CT，文字符号TA ）。 互感器是一次系统和二次系统间的联络元件。它分别向测量仪表、继电器的电流和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。,互感器将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（100V）和小电流（5A、1A），使测量仪表和保护装置标准化。 互感器使所有二次设备便于集中管理，可实现远方控制和测量。 互感器使二次回路不受一次回路的限制；二次设备维护、调试及更换时不需要中断

23、一次系统的运行。 互感器使二次侧的设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧要有一点接地，保证二次系统设备和工作人员的安全。,电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。 电压互感器的二次侧在工作时绝对不可短路。,57,互感器的分类,电流互感器（缩写CT，文字符号TA） 电流互感器可用在交换电流的测量、 交换电度的测量和电力拖动线路中的保 护。 电压互感器（缩写PT，文字符号TV） 电压互感器可在高压和超高压的电 力系统中用于电压和功率的测量等。,一、电压互感器,1. 电压互感器的工作原理,一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中； 二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。,式中：K

24、u 为电压互感器的变压比 N1,N2 电压互感器一次，二次绕组匝数,电压互感器的原理接线图,额定电压比,电压互感器的一、二次线圈额定电压之比，称为电压互感器的额定电压比，即：ku=U1N/U2N 一次线圈额定电压U1N是电网的额定电压，且已标准化(如10，35，110，220，330，500千伏等) 二次电压U2N，则统一定为100(或100/3 )伏 所以ku也标准化 说明1：电压互感器二次电压100V，指当互感器的一次电压为额定值时，二次输出100V。与互感器连接方式，接于那种电压等级均无关。 说明2：对于同一电网系统接入一电压互感器时，当此电网发生故障导致一次侧电压发生变化时，相应的二次

25、侧电压也会发生变化，然后可以根据此变化来对一次侧的电压进行测量。,.,.,电压互感器的接线方式,a）单相式接线 b）V/V形接线 c）Y0/Y0形接线 d）Y0/Y0/ （开口三角） 形接线,电压互感器的极性与接线方式,电压互感器的极性：采用“减极性”原则。,极性表注有加极性和减极性两种，电力系统都按减极性即：当电流同时从一次和二次绕组的同极性端流入时，铁心所产生的磁通方向相反，或当一次电流从极性端子流入时，互感器二次电流从同极性端子流出 通常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为A和X，二次绕组的出线端子标为a和x，其中A和a为同名端，X和x为同名端。如果一次电压的方向由A指向X，则二次电压

26、的方向由a指向x。,电压互感器的接线方式,单相式接线：可测量一个线电压。 V/V形接线：可测量三个线电压。,Y0/Y0形接线：可测量电网的线电压，并可供电给绝缘监视电压表（该表用线电压）。 Y0/Y0/ （开口三角）形接线：接成Y0的二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，构成零序电压过滤器。,62,电压互感器的接线详解,（1）单相接线 特点是只能测量某二相间线电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。（用于连接电压表、频率表、电压继电器，二次绕组有一端接地）,63,（2）VV接线 两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上，一次绕组

27、不能接地，二次绕组为安全，一端接地，这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。 1) 只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压； 2）不能测量相电压； 3）一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保护装置和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。,64,（3）Y0Y0接线 由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形，可满足要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发生单相接地时，另两个完好相的相电压要升高到线电压，所以绝缘监视电压表表要按线电压选择否则在发生单相接地时，电压表可能被烧毁。,65,（4）Y0/Y0/接线

28、用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0 /接线，用于3220kV系统（110kV及以上无高压熔断器），供接入交流电网绝缘监视仪表和继电保护用。三相五柱式电压互感器只用于315kV系统，其接线与三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。 该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形检测零序电压。,关于Y0/Y0/接线的举例,这是一个三相组合互感器。 一次绕组额定电压是10/3kV。 二次绕组:Y接绕组输出额定电压为0.1/3kV，用于计量. 另一个接成开口三角形，输出额定电压0.1/3kV,用于检测零序电压。 当三相对地电压平衡时，向量和等于零，开口

29、电压为零。 当发生一相接地时，向量和（开口电压）等于线电压，用于报警。 当一相高压熔丝熔断时，向量和（开口电压）等于相电压，用于报警,3. 电压互感器的类型,按相数分：有单相和三相两大类； 按用途分：有测量用和保护用两大类； 按准确度等级分，有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级； 按安装地点分：有户内式和户外式； 按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。,电压互感器的型号,右 图为JDJ-10型电压互感器的外形结构。,JDJ-10型电压互感器,JDJ型单相双绕组油浸式电压互感器：用于635kV电力系统中，供电压、电能、功率的测量和继电保护用。,JSJW型三相三线圈五芯柱油浸式电压

30、互感器：用于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。该系列电压互感器有两个二次绕组，一个接成星形，供测量和继电保护用，另一个接成开口三角形，用来监视线路的绝缘情况。,JSJW型,JDZJ-10型电压互感器 1一次接线端子 2高压绝缘套管 3一、二次绕组 4铁心 5二次接线端子,JDZJ型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：用于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。额定电压为 ，采用Y0/Y0/（开口三角形）接线。,下图为JDZJ-10型电压互感器的外形结构。,70,使用电压互感器应注意以下事项： 1）电压互感器的二次侧在工作时不能短路。 在正常工作时，其二次侧近于开路状态，电流

31、很小，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备甚至危及人身安全。 2）电压互感器的二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧击穿时，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。 3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。 4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护，同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用。 5）一次侧并接在线路中。 6）电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧，停电时先停二次侧后停一次侧，防止反送电危及设备安全。 7）两段PT二次并列时，一次必须先并列（防止反充电）。 （反充电：运行中的电压互感器由二次向不带电的电压互感器反充电，造成

32、运行中电压互感器二次熔断器熔断，低压开关跳开,引起保护装置及自动装置失压） 8）在倒换PT前必须先将PT并列运行（防止二次设备在PT倒换过程中失压）,71,二.电流互感器,电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A或1A的变换设备。 电流互感器的工作原理 电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器。它的工作原理和变压器相似。 电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比。 式中 一次线圈的额定电流，A； 二次线圈的额定电流，A；,式中，Ki为电流互感器的变流（互感）比，,电流互感器的特性,电流互感器的一次绕组串接在主回路中，并且匝数很少，通常只有一匝

33、或者几匝，而二次绕组匝数比较多。每绕组所接的电流表和继电器均与二次绕组串联，且阻抗很小，所以电流互感器正常工作时，近于短路状态。这也是它和变压器的主要区别。 电流互感器在运行中是绝对不允许开路的，所以电流互感器不使用的绕组要短接并接地。 电流互感器二次侧不许开路运行。是因为接在电流互感器副线圈上的仪表线圈阻抗很小，副线圈相当于在短路状态下运行。互感器副线圈端子上电压只有几伏。因而铁芯中的磁通量是很小的。原线圈磁动势虽然可达到几百安或上千安匝或更大。但是大部分被短路副线圈所建立的去磁磁动势所抵消，只剩下很小一部分作为铁芯的励磁磁动势以建立铁芯中的磁通。如果在运行时副线圈断开，副边电流等于零，那么

34、起去磁作用的磁动势消失，而原边的磁动势不变，一次侧被测电流将全部成为励磁电流而用来对铁芯励磁，使铁芯严重饱和，由于二次绕组的感应电势与磁通变化率成正比，二次绕组将在磁通过零时，感应产生很高的尖顶波电势，数值可达上万伏，对设备和人身安全都是及其危险的。 此外，由于感应强度的增加，使得铁芯的损耗也大大增加，铁芯会严重过热，很可能发生因绝缘损害而造成的重大电气事故。 还会在铁芯和绕组中产生剩磁，使互感器特性变坏。,电流互感器的型号,74,电流互感器原理图,电流互感器的结构特点 1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少,有的电流互感器还没有一次绕组，利用穿过其铁芯的一次电路（如母线）作为一次绕组；而且一

35、次绕组导体相当粗；一次绕组中的电流I1完全取决于被测回路的负荷电流，而与二次绕组电流I2大小无关。,2）电流互感器二次绕组匝数相当多，导体较细，与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。二次绕组中的电流I2完全取决于一次绕组电流I1。,PT结构示意图,76,电流互感器结构（以LMZJ1-0.5为例） 1铭牌 2一次母线穿孔 3铁心，外绕二次绕组，树脂浇注 4安装板 5二次接线端子,1,2,3,4,5,电流互感器的接线方式 电流互感器的接线形式指的是电流互感器与测量仪表或保护继电器之间的连接形式。,图5-40 电

36、流互感器的接线方式 a）一相式接线 b）两相不完全星形接线 c）两相电流差接线 d）三相完全星形接线,一相式接线：用于负荷平衡的三相电路中。 两相不完全星形（V形）接线： 用于中性点不接地的三相三线制系统中。 两相电流差接线：用于中性点不接地的三相三线制系统中。 三相完全星形接线：用于三相四线制或三相三线制系统中。,78,电流互感器的接线形式详解,一相式接线 电流线圈通过的电流，反应了一次电路中相应相的电流。通常用于负荷平衡的三相电路如低压动力线路中，供测量电流、电能或接过负荷保护装置之用。适用于在三相负荷平衡时，测量一相就可知道三相的情况，主要用于测量电路。 大部分接用电流表。,79,三相星

37、型接线 它由三只完全相同的电流互感器构成。此种接线方式适和于高压大电流接地系统、发电机二次回路、低压三相四线制电路。保护线路的三相短路、两相短路和单相接地短路。 采用此种接线方式，二次回路的电缆芯数较少。但由于二次绕组流过的电流分别为IA、IB、IC，当三相负载不平衡时，则公共线中有电流IN 流过。此时，总公共线断开就会产生计量误差，因此，公共线是不允许断开的。,80,两相V形接线 这种接线方式是根据三相交流电路中三相电流之和为零的原理构成的,也称为两相不完全星型接线。在实际工作中用得最多。它节省了一台电流互感器，用A、C相的合成电流形成反相的B相电流（即：公共线上的电流为ia+ic=-ib，

38、反应的是B相的相电流）。 。能反应相间短路，但不能完全反应单相接地短路，所以不能作单相接地保护。这种接线方式用于中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统作相间短路保护。,+,81,优点： （1）少使用了一个电流互感器，节约了成本。 （2）在减少二次电缆芯数的情况下，取得了第三相电流。 缺点： （1）由于只有两只电流互感器，当其中一点相性接反时，则公共线中的电流变为其它两相电流的相量差，造成错误计量，且错误接线的机率较多。（所以在新装或整改时都必须对互感器的极性进行效验）。 （2）这种接线线方式对A、C相接地和相间短路都可以起到很好的保护作用，可是当B相发生接地的时候，它就显的无能为力。因为B相的电

39、流为负的A、C相之和。 现在公司大部分开关柜都是选用的此种接线方式。还有一小部分比较重要的开关柜使用的是三相星形接线。,82,两相电流差接线 两相接差动式接线反映两相差电流。 该接线特点是U、W相电流互感器接成电流差式，通过继电器的电流是U、W相电流互感器二次侧电流差。 该接线方式应用在610kV中性点不接地的小电流接地系统中。 保护线路的三相短路、两相短路、小容量电动机保护、小容量变压器保护。 由向量图可知，互感器公共线上的电流为ia-ic,其量值为相电流的 倍。 由于此种保护灵敏度低，现在已经很少用了。,按一次电压分：有高压和低压两大类； 按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式； 按安装地点分

40、：有户内式和户外式； 按用途分：有测量用和保护用两大类； 按准确度等级分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等级； 按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）； 按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。,4. 电流互感器的类型,举例：10KV系统多采用环氧树脂浇注式互感器。它的一次绕组和部分二次绕组用环氧树脂浇注成一整体，铁芯套在外面，互感器具有两个铁芯和两个二次绕组，其中一组用于测量，一组用于保护。,84,电流互感器在接线中应注意以下内容： 1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔

41、丝； 2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全； 3）一次侧串接在线路中，二次侧与继电器或测量仪表串接。高压电流互感器多制成两个铁芯和两个副绕组的型式，分别接测量仪表和继电器，满足测量仪表和继电保护的不同要求。 4）接线时要注意其端子的极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。按照规定我国互感器和变压器的绕组端子，均采用“减极性”标号法。当一次侧电流从同名端流入，则二次侧电流从同名端流出。 5）电流互感器供测量用的铁芯在一次侧短路时应该容易饱和，以限制二次侧电流增长的倍数； 6）供继电保护用的铁芯，在一次侧短路时不应饱和，使二次侧的电流

42、与一次侧的电流成正比例增加。,电流互感器的极性采用“减极性”原则的详解： 什么是减极性,减极性：在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。 加极性和减极性：例如：二节干电池串联时（手电筒）+ - 相接时电压相加，+ +相接时电压相减。所以，根据感应电动势的+ - 极性，同名端相接（串联）为减极性，异名端相接为加极性。,通常，一次绕组的出线端子标为L1和L2，二次绕组的出线端子标为K1和K2，其中L1和K1为同名端，L2和K2为同名端。如果一次电流从极性端流入时，则二次电流应从同极性端流出。,如何判别CT的极性,电流互感器同极性端的判别与

43、耦合线圈的极性判别相同。较简单的方法例如用 1.5V 干电池接一次线圈，用一高内阻、 大量程的直流万用表接二次线圈。当开关闭合时，如果 发现万用表指针正向偏转，可判定 1 和 2 是同极性端， 当开关闭合时，如果发现电压表指针反向偏转，可判定1 和 2 不是同极性端。,电流互感器的负载要求 （1）电流互感器的准确级 电流互感器根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。 （2）电流互感器10误差曲线 电流互感器的10误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过10的条件下，一次电流的倍数n与电流互感器允许最大二次负载阻抗的关系曲线。,（3

44、）电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量系指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次线圈输出的容量。 由于电流互感器的二次电流为标准值（5A或1A），故其容量也常用额定二次阻抗来表示。因电流互感器的误差和二次负荷有关，故同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。 电流互感器对负载的要求就是负载阻抗之和不能超过互感器的额定二次阻抗值。,电流互感器的负载要求,常见电流互感器,穿心式电流互感器,干式电流互感器,89,零序电流互感器（特别介绍）,零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的

45、矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电流使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。,SF6电流互感器,相对于一般电流互感器，多了“气室内SF6气体微水含量”的测试项目,油浸式电流互感器,需在现场取样 进行互感器内绝缘油相关试验项目测试,变压器、高抗升高座电流互感器,类似于穿心式电流互感器，测试时必须先拆开密封盖，且导通一次部分的导体,LQJ-10型电流互感器 1一次接线端子 2一次绕组 3二次接线端子 4铁心 5二次绕

46、组 6警告牌,LQJ-10型电流互感器：其外形结构如图所示，有两个铁心和两个二次线圈，0.5级用于测量，3级用于继电保护。,LMZJ1-0.5型电流互感器 1铭牌 2一次母线穿孔 3铁心 4安装板 5二次接线端子,LMZJ1-0.5型电流互感器：其外形结构如所示，属于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（5800A）或矩形卷铁心（10003000A）。,95,三.电压，电流组合式互感器,由单相电压互感器和电流互感器组合成三相，放在同一油箱内.特点结构简单、体积小，用于电能计量与继电保护。 例：型号为JLSJW-10,组合式互感器,JLSJW-10型,油浸户外组合式,名称：JLSJW-35W2,第

47、五节 绝缘子和母线,1、绝缘子作用： 支持和固定载流导体 绝缘作用（使载流导体与地绝缘、使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。） 2、绝缘子分类： （1）按用途分 1）电器绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子 2）电站绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子 3）线路绝缘子:针式、悬式、蝴蝶式、瓷横担 按安装地点分 （1）户内式（无伞裙） （2）户外式（有伞裙）,3.绝缘子的基本结构,1）.主要结构部件 绝缘件：通常用电工瓷制成，绝缘瓷件的外表面涂有一层棕色或白色的硬质瓷釉，以提高其绝缘、机械和防水性能。电工瓷具有结构紧密均匀、绝缘性能稳定、机械强度高和不吸水等优点。盘形悬式绝缘子的绝缘件也有用钢化玻璃制成

48、的，具有绝缘和机械强度高、尺寸小、质量轻、制造工艺简单及价格低廉等优点。 金属附件：用来将绝缘子固定在支架上和将载流导体固定在绝缘子上。金属附件装在绝缘件的两端，两者通常用水泥胶合剂胶合在一起。金属附件皆作镀锌处理，以防其锈蚀；胶合剂的外露表面涂有防潮剂，以防止水分侵入。,2）.金属附件与瓷件的胶装方式 外胶装：将铸铁底座和圆形铸铁帽均用水泥胶合剂胶装在瓷件的外表面，铸铁帽上有螺孔，用来固定母线金具，圆形底座的螺孔用来将绝缘子固定在构架或墙壁上。 内胶装：将绝缘子的上、下金属配件均胶装在瓷件孔内。 联合胶装:绝缘子的上金属配件采用内胶装结构，而下金属配件则采用外胶装结构。,3）、套管绝缘子,套管绝缘子:用于母线在屋内穿过墙壁或天花板，以及从屋内向屋外引出，或用于使有封闭外壳的电器（如断路器、变压器等）的载流部分引出壳外，使导电部分与地绝缘，并起到支持作用。也称穿墙套管，简称套管。 型号:由字母和数字两部分组成： 1 2 3 4 5/6 1：产品代号：C穿墙导管； 2：结构特点：无字母铜导体户内式；W铜导体户外式；L铝导体户内式；WL铝导体户外式；M户内母线式；MW户外母线式；NR户内油浸电容式；R户外油浸纸电容式； 3：机械破坏负荷等级：A3750